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  • Committer: Florent Berthaut
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1
/*
 
2
  Copyright (C) 2000 Paul Davis
 
3
  Copyright (C) 2003 Rohan Drape
 
4
  
 
5
  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
6
  it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
 
7
  the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
 
8
  (at your option) any later version.
 
9
  
 
10
  This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
11
  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
12
  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
13
  GNU Lesser General Public License for more details.
 
14
  
 
15
  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
 
16
  along with this program; if not, write to the Free Software 
 
17
  Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
 
18
 
 
19
*/
 
20
 
 
21
#ifndef _RINGBUFFER_H
 
22
#define _RINGBUFFER_H
 
23
 
 
24
#ifdef __cplusplus
 
25
extern "C"
 
26
{
 
27
#endif
 
28
 
 
29
#include <sys/types.h>
 
30
 
 
31
/** @file ringbuffer.h
 
32
 *
 
33
 * A set of library functions to make lock-free ringbuffers available
 
34
 * to JACK clients.  The `capture_client.c' (in the example_clients
 
35
 * directory) is a fully functioning user of this API.
 
36
 *
 
37
 * The key attribute of a ringbuffer is that it can be safely accessed
 
38
 * by two threads simultaneously -- one reading from the buffer and
 
39
 * the other writing to it -- without using any synchronization or
 
40
 * mutual exclusion primitives.  For this to work correctly, there can
 
41
 * only be a single reader and a single writer thread.  Their
 
42
 * identities cannot be interchanged.
 
43
 */
 
44
 
 
45
typedef struct {
 
46
    char *buf;
 
47
    size_t len;
 
48
}
 
49
jack_ringbuffer_data_t ;
 
50
 
 
51
typedef struct {
 
52
    char        *buf;
 
53
    volatile size_t write_ptr;
 
54
    volatile size_t read_ptr;
 
55
    size_t      size;
 
56
    size_t      size_mask;
 
57
    int mlocked;
 
58
}
 
59
jack_ringbuffer_t ;
 
60
 
 
61
/**
 
62
 * Allocates a ringbuffer data structure of a specified size. The
 
63
 * caller must arrange for a call to jack_ringbuffer_free() to release
 
64
 * the memory associated with the ringbuffer.
 
65
 *
 
66
 * @param sz the ringbuffer size in bytes.
 
67
 *
 
68
 * @return a pointer to a new jack_ringbuffer_t, if successful; NULL
 
69
 * otherwise.
 
70
 */
 
71
jack_ringbuffer_t *jack_ringbuffer_create(size_t sz);
 
72
 
 
73
/**
 
74
 * Frees the ringbuffer data structure allocated by an earlier call to
 
75
 * jack_ringbuffer_create().
 
76
 *
 
77
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
78
 */
 
79
void jack_ringbuffer_free(jack_ringbuffer_t *rb);
 
80
 
 
81
/**
 
82
 * Fill a data structure with a description of the current readable
 
83
 * data held in the ringbuffer.  This description is returned in a two
 
84
 * element array of jack_ringbuffer_data_t.  Two elements are needed
 
85
 * because the data to be read may be split across the end of the
 
86
 * ringbuffer.
 
87
 *
 
88
 * The first element will always contain a valid @a len field, which
 
89
 * may be zero or greater.  If the @a len field is non-zero, then data
 
90
 * can be read in a contiguous fashion using the address given in the
 
91
 * corresponding @a buf field.
 
92
 *
 
93
 * If the second element has a non-zero @a len field, then a second
 
94
 * contiguous stretch of data can be read from the address given in
 
95
 * its corresponding @a buf field.
 
96
 *
 
97
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
98
 * @param vec a pointer to a 2 element array of jack_ringbuffer_data_t.
 
99
 *
 
100
 */
 
101
void jack_ringbuffer_get_read_vector(const jack_ringbuffer_t *rb,
 
102
                                     jack_ringbuffer_data_t *vec);
 
103
 
 
104
/**
 
105
 * Fill a data structure with a description of the current writable
 
106
 * space in the ringbuffer.  The description is returned in a two
 
107
 * element array of jack_ringbuffer_data_t.  Two elements are needed
 
108
 * because the space available for writing may be split across the end
 
109
 * of the ringbuffer.
 
110
 *
 
111
 * The first element will always contain a valid @a len field, which
 
112
 * may be zero or greater.  If the @a len field is non-zero, then data
 
113
 * can be written in a contiguous fashion using the address given in
 
114
 * the corresponding @a buf field.
 
115
 *
 
116
 * If the second element has a non-zero @a len field, then a second
 
117
 * contiguous stretch of data can be written to the address given in
 
118
 * the corresponding @a buf field.
 
119
 *
 
120
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
121
 * @param vec a pointer to a 2 element array of jack_ringbuffer_data_t.
 
122
 */
 
123
void jack_ringbuffer_get_write_vector(const jack_ringbuffer_t *rb,
 
124
                                      jack_ringbuffer_data_t *vec);
 
125
 
 
126
/**
 
127
 * Read data from the ringbuffer.
 
128
 *
 
129
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
130
 * @param dest a pointer to a buffer where data read from the
 
131
 * ringbuffer will go.
 
132
 * @param cnt the number of bytes to read.
 
133
 *
 
134
 * @return the number of bytes read, which may range from 0 to cnt.
 
135
 */
 
136
size_t jack_ringbuffer_read(jack_ringbuffer_t *rb, char *dest, size_t cnt);
 
137
 
 
138
/**
 
139
 * Read data from the ringbuffer. Opposed to jack_ringbuffer_read()
 
140
 * this function does not move the read pointer. Thus it's
 
141
 * a convenient way to inspect data in the ringbuffer in a
 
142
 * continous fashion. The price is that the data is copied
 
143
 * into a user provided buffer. For "raw" non-copy inspection
 
144
 * of the data in the ringbuffer use jack_ringbuffer_get_read_vector().
 
145
 *
 
146
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
147
 * @param dest a pointer to a buffer where data read from the
 
148
 * ringbuffer will go.
 
149
 * @param cnt the number of bytes to read.
 
150
 *
 
151
 * @return the number of bytes read, which may range from 0 to cnt.
 
152
 */
 
153
size_t jack_ringbuffer_peek(jack_ringbuffer_t *rb, char *dest, size_t cnt);
 
154
 
 
155
/**
 
156
 * Advance the read pointer.
 
157
 *
 
158
 * After data have been read from the ringbuffer using the pointers
 
159
 * returned by jack_ringbuffer_get_read_vector(), use this function to
 
160
 * advance the buffer pointers, making that space available for future
 
161
 * write operations.
 
162
 *
 
163
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
164
 * @param cnt the number of bytes read.
 
165
 */
 
166
void jack_ringbuffer_read_advance(jack_ringbuffer_t *rb, size_t cnt);
 
167
 
 
168
/**
 
169
 * Return the number of bytes available for reading.
 
170
 *
 
171
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
172
 *
 
173
 * @return the number of bytes available to read.
 
174
 */
 
175
size_t jack_ringbuffer_read_space(const jack_ringbuffer_t *rb);
 
176
 
 
177
/**
 
178
 * Lock a ringbuffer data block into memory.
 
179
 *
 
180
 * Uses the mlock() system call.  This is not a realtime operation.
 
181
 *
 
182
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
183
 */
 
184
int jack_ringbuffer_mlock(jack_ringbuffer_t *rb);
 
185
 
 
186
/**
 
187
 * Reset the read and write pointers, making an empty buffer.
 
188
 *
 
189
 * This is not thread safe.
 
190
 *
 
191
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
192
 */
 
193
void jack_ringbuffer_reset(jack_ringbuffer_t *rb);
 
194
 
 
195
/**
 
196
 * Reset the internal "available" size, and read and write pointers, making an empty buffer.
 
197
 *
 
198
 * This is not thread safe.
 
199
 *
 
200
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
201
 * @param sz the new size, that must be less than allocated size.
 
202
 */
 
203
void jack_ringbuffer_reset_size (jack_ringbuffer_t * rb, size_t sz);
 
204
 
 
205
/**
 
206
 * Write data into the ringbuffer.
 
207
 *
 
208
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
209
 * @param src a pointer to the data to be written to the ringbuffer.
 
210
 * @param cnt the number of bytes to write.
 
211
 *
 
212
 * @return the number of bytes write, which may range from 0 to cnt
 
213
 */
 
214
size_t jack_ringbuffer_write(jack_ringbuffer_t *rb, const char *src,
 
215
                             size_t cnt);
 
216
 
 
217
/**
 
218
 * Advance the write pointer.
 
219
 *
 
220
 * After data have been written the ringbuffer using the pointers
 
221
 * returned by jack_ringbuffer_get_write_vector(), use this function
 
222
 * to advance the buffer pointer, making the data available for future
 
223
 * read operations.
 
224
 *
 
225
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
226
 * @param cnt the number of bytes written.
 
227
 */
 
228
void jack_ringbuffer_write_advance(jack_ringbuffer_t *rb, size_t cnt);
 
229
 
 
230
/**
 
231
 * Return the number of bytes available for writing.
 
232
 *
 
233
 * @param rb a pointer to the ringbuffer structure.
 
234
 *
 
235
 * @return the amount of free space (in bytes) available for writing.
 
236
 */
 
237
size_t jack_ringbuffer_write_space(const jack_ringbuffer_t *rb);
 
238
 
 
239
#ifdef __cplusplus
 
240
}
 
241
#endif
 
242
 
 
243
#endif